- 上一篇：孕育方法对铸铁孕育效果影响研究
- 下一篇：316L不锈钢表面纳米化性能研究
本文主要研究不锈钢Al-Si合金脱氧产物形貌，即研究非金属夹杂物的形状，尺寸大小，疏密分布，成份等相关指标。
脱氧是在炼钢和铸造过程中降低钢中氧含量的反应，是保证钢锭（坯）和钢材质量的重要工艺环节，在钢液中氧以溶解形式或非金属夹杂物形式存在。
首先钢中非金属夹杂物根据不同来源可分两大类，即外来非金属夹杂物和内在非金属夹杂物。外来非金属夹杂物是钢冶炼、浇注过程中炉渣及耐火材料侵蚀剥落后进入钢液而形成的；内在非金属夹杂物主要是冶炼、浇注过程中物理化学反应的生成物，如脱氧产物等，也是本文研究的主要对象。
在炼钢过程中，少量炉渣、耐火材料及冶炼中反应产物可能进入钢液，形成非金属夹杂物。它们都会降低钢的机械性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳极限。严重时，还会使钢在热加工与热处理时产生裂纹或使用时突然脆断。因此，对重要用途的钢，例如滚动轴承钢、弹簧钢等，要检查非金属夹杂物的数量、形状、大小与分布情况等。不同形态的夹杂物混杂在金属内部，破坏了金属的连续性和完整性。夹杂物同金属之间的结合情况不 同、弹性和塑性的不同以及热膨胀系数的差异，常使金属材料的塑性、韧性、强度、疲劳极限和耐蚀性等受到显著影响，同时也常常影响加工零件的表面质量和加工工具的寿命。非金属夹杂物的形态、尺寸大小和在金属中分布的情况不同，对金属材料性能产生不同的影响。
除了非金属夹杂物对于不锈钢性能产生的影响，其在连铸过程中也会造成水口堵塞等问题。在钢铁连铸过程中，脱氧产物以及二次氧化产物例如Al2O3等高熔点氧化物会粘附在水口内壁，造成水口堵塞问题。连铸中的水口堵塞不但影响了整个连铸生产的流程，降低了生产效率，增加成本，更为严重的是会造成钢材品质的质量缺陷，最终影响钢的性能。
因此，研究不锈钢Al-Si合金脱氧产物形貌，其目的就在于分析脱氧产物的尺寸大小，形状，分布，成份等指标，来研究其不同Al ,Si元素含量下对钢品质的影响，从而有利于提高钢的品质，降低成本，最终提高钢的内在质量，提高钢水的可浇注性，降低减小夹杂物对连铸过程水口堵塞的影响，提高连铸生产效率，连铸钢材成材率，并提高铸坯的内在以及表面质量[1-4]。
1.2 铝硅脱氧剂研究概述
随着冶金工业的发展，对于不锈钢脱氧剂的研究也在不断深入，在炼钢生产中，单用铝作钢液最终脱氧剂，虽然在脱氧能力以及细化晶粒上，铝有很多的优点，但由于铝元素本身的一些特性不利于铝的加入，导致利用率低，波动性大，并且在钢中过量会导致产生氧化铝夹杂造成水口堵塞。直到出现了铝硅复合脱氧剂，改变了金属铝的脱氧机理，并减少了脱氧加入过程的损耗，从而大幅度提高了铝的利用率，节约了成本，改善了经济效益，更为重要的是提高了脱氧能力，提高了钢材内部，表面质量以及综合机械性能[5]。
由崔玉珍[6]的铝硅铁复合脱氧剂中知道传统不锈钢脱氧剂主要由Al, Si与Fe组成，尤其是适用于含硅量大于等于0.3的普通镇静钢和含硅量低合金冶炼过程的脱氧。此脱氧剂主要成份分别为铝，硅，铁。其中硅在冶炼过程中作脱氧剂和还原剂；铝作为炼钢的脱氧定氮剂，且具有细化钢晶粒，具有能够提高钢在低温下韧性的作用；最后的铁在脱氧剂中的作用在于增大铝硅铁的比重，进一步强化了脱氧效果，使得不锈钢的理化性能更加优化与提升。
根据崔玉珍[6]的复合脱氧剂的大致工艺流程，其中熔炼是根据金属材料熔点的高低顺序，依次为Al，Si，Fe，各成份含量范围为：Si：15%-20%，Al：35%-60%，Fe：17%-47%，杂质C：2.5%，Cu：0.5% 。与现有的铝铁脱氧剂以及纯铝的脱氧剂相比较而言，复合脱氧剂可以直接加入钢铁流中，在上浮过程中便可以熔化，可以减少铝烧损大约为20%和50%之间，并减少铝铁粉化30%-40%，而且便于存储。